РАЗЛИЧИЯ В СПЕКТРАХ ГИГАНТОВ И КАРЛИКОВ

Обратим теперь особенное внимание на то, что ионизация зависит не только от температуры, но и от электронного давления, которое при прочих равных условиях прямо пропорционально общему газовому давлению. Малое давление в атмосфере способствует ионизации, а что касается температуры, то из-за того, что она входит в уравнение Саха дважды, в степени и экспоненциально в показатель при увеличении температуры отношение трудно ионизуемых элементов будет опережать такое же отношение у легко ионизуемых элементов, а при понижении температуры у элементов с большим отношение будет уменьшаться быстрее, чем при малом потенциале ионизации

Представим себе, далее, две звезды приблизительно одинаковой температуры, но одна из них имеет относительно малые размеры и, как следствие этого, большое значение ускорения силы тяжести, а другая звезда имеет большие размеры и малое значение силы тяжести. У первой звезды высота однородной атмосферы [см. (4.4)] мала и градиент плотности в атмосфере велик, тогда как у второй он будет мал. Первая звезда будет иметь тонкую плотную атмосферу, у второй атмосфера будет протяженной и разреженной. Таким образом, формирование линий поглощения до определенной оптической глубины у первой звезды будет происходить в условиях плотной атмосферы и значительного газового давления, у второй — в условиях разреженной атмосферы и низкого давления.

Раз обе звезды имеют одинаковую температуру, то они излучают с единицы поверхности одинаково, но у второй звезды поверхность несравненно больше и потому она излучает в целом гораздо больше, а ее абсолютная звездная величина М значительно меньше, чем у первой звезды. В соответствии с установившимся обычаем вторую звезду назовем гигантом, а первую — карликом (см. КПА 292, 447). Рассмотрим, каковы могут быть различия в спектрах звезд гигантов и карликов одного спектрального класса, т. е. той же степени ионизации.

Благодаря низкому электронному давлению ионизация в атмосфере гиганта облегчена, поэтому температура гиганта ниже температуры карлика того же спектрального класса (КПА 447, где карлики называются «звездами главной последовательности»). Понижение температуры в среднем компенсирует уменьшение электронного давления. Благоприятное для ионизации уменьшение у гигантов преодолевает падение температуры, если потенциал ионизации невысок, и не в состоянии этого сделать при высоком потенциале. Если взять легко ионизуемые атомы или ( и 5,7 эВ соответственно), то ионы их CaII и в атмосфере гиганта будут представлены относительно богаче, чем в атмосфере карлика, где, наоборот, атомы будут преобладать. В противоположность этому следующая ступень ионизации — образование CaIII и , требующая высокого потенциала (11,8 и 11,0 эВ соответственно), будет в спектре гиганта хуже представлена, чем в спектре карлика, что опять приводит к относительному преобладанию CaII и в спектрах гигантов.

Подобных примеров можно привести множество, и на их основе опытный глаз способен прямо при осмотре спектрограммы дифференцировать гиганты от карликов. Так возникла качественная характеристика g (giant) и d (dwarf), которую при записи проставляют впереди спектрального класса, например: и т. д.